Strombasierte Kraftstoffe im Vergleich - Öko-Institut eV

Tabelle 2-5
Annahmen für die Effizienzentwicklung von Pkw (mittel)
ICEV (Benzin) ICEV (Methan) FCEV BEV PHEV a
heute
Energieverbrauch MJ/km 2,14 2,14 1,19 0,67 1,00
Energieverbrauch l Benzin-eq /100 km 6,6 6,6 3,7 2,1 3,1
langfristig
Energieverbrauch MJ/km 1,21 1,21 0,79 0,49 0,69
Energieverbrauch l Benzin-eq /km 3,7 3,7 2,4 1,5 2,1
a Kombinierter durchschnittlicher Energieverbrauch (Strom/Benzin) bei einem elektrischen Fahranteil von 75 %
Quelle: Eigene Annahmen
3. Vergleich der verschiedenen Optionen strombasierter Kraftstoffe
In diesem Abschnitt werden die drei untersuchten Optionen an strombasierten Kraftstoffen anhand
der in Abschnitt 1.2 genannten Kriterien miteinander verglichen. Dafür werden zunächst die
Teilprozesse, die in dem vorigen Kapitel vorgestellt wurden, zu Prozessketten zusammengefügt,
um den vollständigen Weg von der Produktion der Kraftstoffe bis zur Nutzung miteinander
vergleichen zu können.
3.1. Grundlegende Annahmen für den Vergleich der Optionen
Da für alle Kraftstoffoptionen mehrere Prozessketten denkbar sind, werden auch immer
verschiedene Prozessketten für jeden Kraftstoff untersucht. Für die Elektrolyse ist in allen
Abbildungen und Prozessketten die alkalische/PEM-Elektrolyse die Standardtechnologie, da sich
die Hochtemperaturelektrolyse zurzeit noch im Laborstatus befindet und nicht sicher ist, ob und
wann die Technologie zur Verfügung stehen wird. Bei Betrachtung der Wasserstoffnutzung wird
bei der Onsite-Produktion von kleinen Elektrolyseuren ausgegangen, so dass in diesem Fall eine
geringere Effizienz bei der Wasserstoffherstellung angenommen wird (siehe Abschnitt 2.2.1).
Ansonsten werden bei der Wasserstoffproduktion die Unterschiede bei verschiedener
Verteilungsinfrastruktur miteinander verglichen.
Wird biogener Kohlenstoff als Quelle für die Herstellung von Kohlenwasserstoffen eingesetzt, wird
standardmäßig davon ausgegangen, dass die Kohlenstoffdioxidabtrennung für die
Biomethanaufbereitung durchgeführt wird und der dafür benötigte Energieaufwand nicht der
Kraftstoffherstellung angerechnet wird. In einer Sensitivität wird der Energieaufwand für die
Kohlenstoffdioxidabtrennung aus Biogas in Abbildung 3-1 und Abbildung 3-2 allerdings mit
angegeben. Auf eine Darstellung der Nutzung von Kohlenstoff aus fossilen Kraftwerken wird in
diesem Papier verzichtet, da dabei ähnliche Charakteristika wie bei der Nutzung von
Industrieemissionen 8 auftreten und durch den unregelmäßigen Betrieb der Kraftwerke eher nicht
von der Nutzung von Kraftwerksemissionen ausgegangen wird. Bei der Nutzung von
Kohlenstoffdioxid aus der Umgebungsluft wird angenommen, dass die Abtrennung vollständig mit
elektrischer Energie durchgeführt wird.
Mit den genannten Annahmen zur Bereitstellung von Kohlenstoff wird in diesem Kapitel die
Herstellung von Methan mit Hilfe von Kohlenstoff aus biogenen und fossilen (Industrieemissionen)
Quellen und aus atmosphärischem Kohlenstoffdioxid miteinander verglichen. Die Verteilung der
Kraftstoffe findet in allen drei Fällen über ein Rohrleitungsnetzwerk statt. Bei der Betrachtung von
FT-Kraftstoffen findet die Verteilung der Kraftstoffe über Lkw statt und es wird ein Vergleich
zwischen der Nutzung von Kohlenstoff aus Industrieemissionen und aus der Atmosphäre gezogen.
8 Für Industrieemissionen wird der gemittelte Energieaufwand der Kohlenstoffdioxidabtrennung aus der Eisen- und Stahlindustrie und
der Zementindustrie angesetzt (75 kWh el/t CO 2).
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